渤海KL10油田复式油藏滚动评价技术及应用效果

2015-07-02王少鹏穆朋飞田晓平韩建斌

石油地质与工程 2015年3期

关键词：街组沙河砂体

王少鹏，穆朋飞，田晓平，韩建斌

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

渤海KL10油田复式油藏滚动评价技术及应用效果

王少鹏，穆朋飞，田晓平，韩建斌

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

KL10油田是渤海莱州湾海域近年来发现的储量规模超亿吨的复式成藏油田，具有含油层位多且纵向叠合程度差、断裂发育、沉积相和油藏类型多样等复杂的地质特征。为快速落实储量规模，开展了滚动油藏评价技术研究，通过全三维精细构造解释、气云区校正技术落实了油田的构造特征；以沉积模式为指导，运用地震属性和地震相结合技术开展了古近系沙河街组储层预测，运用地质-地震一体化储层描述技术定量描述了新近系河流相砂体；依据成藏特征论证该区的油气运移、成藏规律，明确了油气富集区带，为下一步开发奠定了基础。

渤海油田；KL10油田；复式油藏；油藏评价；储层描述；成藏特征

KL10油田位于渤海南部海域莱州湾凹陷(图1),该凹陷区域构造位置处于渤海湾盆地济阳坳陷东部，是在拉伸和断裂走滑双重机制控制下发育的伸展-走滑盆地，受北部边界大断层持续活动控制，其在新生代表现为箕状凹陷构造[1-2]。该区域虽历经半个世纪的勘探,但一直没有发现大规模商业油气藏[2]，直到KL10-1井的钻探获得高产工业油流,才实现了莱州湾凹陷油气勘探突破。该井在新近系明化镇组、馆陶组和古近系东营组、沙河街组均有油层钻遇，为快速落实储量规模及完成精细地质油藏研究，在随后两年内，实施了“整体部署、立体评价”的滚动油藏评价。在滚动油藏评价中，始终围绕“构造、储层、成藏”三要素，通过精细构造解释、古近系储层预测、新近系储层描述、成藏模式等技术组合及应用，完成了该区首个储量规模超亿吨的复式油气藏评价。目前，莱州湾区域在滚动油藏评价及先进技术应用的推动下，陆续发现了KL9、KL10A等多个油田，为渤海油田可持续发展奠定了坚实基础。

1 油藏地质特征

该油田含油层位多，储量规模大，具有复杂的地质油藏特征，具体表述如下。

(1)具有复式成藏的特征，含油层位多，纵向叠合程度差。明化镇组、馆陶组、东营组及沙河街组均有油层钻遇，其中明化镇组、沙河街组是主力含油层位，但由于受“铲状”边界大断层持续活动及派生断层影响，沙河街组和明化镇组构造圈闭叠合程度差，较难兼顾评价。

图1 KL10油田构造位置图

(2)断裂发育、浅层“气云区”发育致使构造更为复杂。油田位于莱州湾凹陷北部陡坡带、莱北一号断层下降盘，受边界断层持续活动的影响，派生断裂非常发育，油田范围内共发育断层80余条，对构造格局的控制作用各不相同，沙河街组整体为被边界断层控制的半背斜构造，内部被北东向和北西向断层分割成不同的断块。明化镇组圈闭类型为被多条断层分割、夹持的复杂断块。同时，受断裂长期活动的影响，浅层气比较发育，在三维地震体上可明显看出浅层有“气云区”发育，为构造解释和砂体描述带来困难。

(3)沉积类型多样，储层横向变化快。明化镇组为曲流河相沉积，平均砂岩含量19%，为“泥包砂”组合特征，受河道迁移的影响，砂体纵、横向变化快；沙河街组为辫状河三角洲沉积，油田范围内自西向东砂岩含量34.2%～23.4%～45.5%，砂体平面分布不稳定，主要呈现“砂泥岩互层”组合特征。

(4)油气藏类型多样，成藏条件复杂。明化镇组油气藏是在构造背景上发育的受岩性、构造双重因素控制的岩性-构造油气藏，具有“一砂一藏”的特点；沙河街组油藏主要受构造和断层控制，油藏类型属于由多个断块组成、纵横向具有多套油水系统的复杂断块油藏。另外，相同层位的不同断块圈闭含油性差别较大，成藏条件复杂。

2 滚动油藏评价技术及应用分析

2.1 精细构造解释技术

2.1.1 全三维精细构造解释

三维地震资料解释突出的表现为数据体解释,而三维可视化技术是全三维解释的核心，该技术不仅能观察数据体的表面特征，而且能透视数据体的内部结构。本次地震解释从三维可视化显示出发，结合虚拟现实技术，充分应用剖面数据体、切片数据体，通过三维可视化、剖面解释、属性分析等交互解释技术，对地震数据体进行了综合解释。该区断裂发育，在解释过程中利用三维可视化技术结合基于本征值的相干数据体进行断层的解释和组合,消除了人为因素影响，有效地解决了该区复杂断层断裂模式、类型和空间组合方式，为精细构造研究奠定了基础。

2.1.2 “气云区”时深校正

明化镇组在地震剖面上存在约2 km2的“气云区”，“气云区”内同相轴振幅增强、频率降低，并出现同相轴下拉现象，地层产状失真。为消除“气云区”对构造解释的影响，经过多种速度校正方法论证和研究，结合本油田实际情况，最终确定图2所示的“气云区”校正流程。

通过全三维精细构造解释研究，落实了该区的构造特征，第二批评价井实际钻井深度与预测深度误差均小于6 m。

2.2 精细储层展布研究

2.2.1 古近系精细储层预测

区域沉积研究表明，KL10油田沙河街组为辫状河三角洲前缘沉积[3]，岩性组合特征为泥岩与细砂岩、中砂岩呈不等厚互层，单砂层厚度0.5～9.8 m，横向变化快，且沙河街组砂体埋藏深度超过2 300 m，三维地震资料无法分辨单砂体。为落实砂体展布特征，开展了沉积模式指导下的古地貌控砂、地震属性预测砂体研究。

图2 KL10油田“气云区”深度校正流程图

研究流程如下：利用旋回对比、精细井震标定划分油组，建立各井纵向层序格架，沙三上段共划分为5个油组，沙三中段划分为4个油组；通过岩心观察、测井相建立单井沉积相，本区主要发育辫状河三角洲前缘-前角洲亚相；利用区域地质研究及三维地震数据体开展了该区构造演化及古地貌研究，沙三中段油田范围处于断陷湖盆萎缩期，随着水体逐渐变浅，来自西北部垦东凸起沉积物逐渐向东迁移，而到沙三上段随着莱北一号断层剧烈活动，莱北低凸起出露水面提供物源，紧邻一号断层下降盘根部发育近源三角洲砂体，古地貌较低的沟谷区域是砂体沉积较厚区域；利用地层切片属性分析技术对沙河街组提取平均瞬时频率、平均瞬时相位以及均方根振幅属性，在平面上进行归类，划分出各油组不同地震相；利用井点建立的沉积序列及地震相相结合，在古地貌及沉积模式指导下开展储层预测。

研究表明，沙三中段发育6期进积体，进积体顶积层地震相振幅弱、连续性差，沉积富砂；进积体前积层地震相振幅强、连续性好，沉积富泥，各期砂体呈北西向展布，长8～10 km，宽1～3 km，由西向东推进。沙三上段各油组储层相对稳定，Ⅰ-Ⅲ油组富砂，地震响应为弱振幅、连续性差；Ⅳ-Ⅴ油组富泥，地震响应为中强振幅、连续性好。沙三上段砂体主要为水下分流河道沉积，受古地貌沟谷控制，以条带状为主，东西向宽度200～500 m，南北向长度可延伸1～3 km。在精细储层预测基础上部署钻探的8井，在沙三中段钻遇进积体单层含油砂体28.2 m，落实探明石油地质储量240×104t，取得了较好的评价效果。

2.2.2 新近系储层定量描述

KL10油田新近系明化镇组主要为一套曲流河相沉积，井间储层横向变化大，纵向上油气水间互，表现为“一砂一藏”的特点[4]。为更好地把握储层空间展布，为油藏评价奠定基础，开展了地质-地震一体化储层描述。在区域地质、沉积特征和沉积模式研究的基础上，利用沿层属性切片对沉积砂体进行宏观描述，使得砂体平面展布和空间组合更加合理，再通过三维地震拟波阻抗反演体进行单砂体的精细刻画。其储层描述流程为：①准确层位标定，井震结合、旋回对比细分地层层序；②根据井点钻遇储层特点，分析总结河道砂体在剖面与平面上的地震反射特征；③根据岩心、测井曲线等资料，划分井点处沉积微相；④采用沿层切片、属性综合分析等技术描述储层平面分布规律，建立该区砂体沉积模式；⑤在沉积模式指导下开展单砂体的精细刻画，合理确定砂体的边界。在一体化储层描述思路指导下，对明下段主力含油层位Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ油组进行了储层描述，主要表现为河道狭窄、高弯度曲流河特征，各油组河道分布特征不尽相同，详见表1。

在该砂体描述工作思路指导下，全油田共描述含油砂体16个，潜力含油砂体18个，落实探明石油地质储量750×104t，潜力石油地质储量近1 000×104t。评价井钻前预测砂体在实钻中100%钻遇，且砂体面积钻前钻后相对误差小于7%、厚度误差小于2 m，也证实了该储层描述技术的可行性。

2.3 复式油藏成藏研究

钻井证实，KL10油田为复式成藏油田，不同断块油层分布和储量丰度差异大，研究成藏模式及油气藏分布规律是提高勘探开发成效的关键环节。莱州湾凹陷共发育沙三中段和沙四段两套好的烃源岩，油源对比分析认为，沙河街组油藏和明化镇组油藏油气均来自沙四和沙三段烃源岩[5-7]。从已钻井油层分布情况看，古近系沙河街组油层主要分布在沿长期继承性活动的莱北一号断层构造高部位，新近系明化镇组油层呈带状分布在莱北一号断层附近和调节断层共同控制形成的花状构造的“花心”位置，而远离“花心”部位没有钻遇油气层。

综合分析认为，该区复式成藏具有断裂-砂体油气运移的“中转站”模式[8]。莱州湾凹陷是受莱北一号断裂控制的走滑-伸展凹陷，控凹断裂不仅控制了凹陷沉积体系的演化、源岩的分布以及砂体的发育，而且随着控凹断裂的伸展拉张，在凹陷缓、陡坡产生了大量的伸展断层，沿控凹断裂形成众多的有利圈闭，尤其是晚期活动不仅形成规模较大的构造，也形成了良好的油气输导通道。沙河街组发育大型的辫状河三角洲沉积，其根部与莱北一号大断层接触，三角洲前缘砂体与烃源岩呈“指状”大面积接触，当沙四、沙三段烃源岩成熟后生成的油气在温度压力作用下向砂体内发生初次运移，油源断层与控制局部圈闭发育的分支断层在空间直接相连成为油气运移的通道，邻近油源断层的断块圈闭有利于优先捕获油气而富集成藏，从而造成沙河街组断块油气藏沿主要油源断层成群、成带分布。当砂体内的油气达到一定饱和度后(5%～10%)，压力增高，伴随着断层的活动，油气从沙河街组砂体内进一步沿莱北一号大断层向上部的新近系圈闭中运移，经与一号断层相连的新近系断裂和相连接砂体形成平面运移，最终形成沿“花心”位置富集成藏。随着沙河街组砂体内油气向上运移，压力降低，断层活动停止，从烃源岩中初次运移来的油气再次在砂体内聚集，如此周而复始，沙河街组砂体犹如一个“中转站”，该成藏模式如图3所示。

表1 明下段河流相储层特征

KL10油田继承性活动的边界大断裂和深浅层断-砂耦合构成了高效输导体系，断层活动与超压释放造成了油气的垂向幕式排放，油气晚期快速、持续充注是形成浅层优质油藏的物质基础，“中转站”成藏模式促成了该油田的复式成藏，与油源断层相连的断块圈闭是勘探开发的重点区块。第二批评价井的部署均钻遇了较厚的油气层，也印证了该成藏模式的准确性。

图3 KL10油田油气运移“中转站”模式

3 结论

(1)KL10油田具有复杂的地质油藏特征，断裂发育、浅层气云区发育致使构造复杂，沉积类型多样，储层横向变化快，油气藏类型多样，成藏条件复杂，“构造、储层、成藏”研究是滚动油藏评价的关键。

(2)KL10油田的成功评价，为建立莱州湾区域开发体系奠定了基础，推动了该区的立体勘探开发；“整体部署、立体评价”的滚动油藏评价思路适用于海上复式成藏及复杂地质油藏特征油田，对其它类似油田的勘探开发有一定借鉴意义。

(3)全三维可视化精细构造解释技术和“气云区”速度分析时间校正技术保证了构造解释的准确性；沙河街组辫状河三角洲储层开展的古地貌控砂、地震属性预测砂体展布研究和明化镇组河流相砂体开展的地质-地震一体化储层描述，明确了储层展布特征。该区复式成藏具有断裂-砂体油气运移的“中转站”模式，沙河街组与油源断层相连的构造高部位、明化镇组花状构造的“花心”位置是油气优势富集区。

[1] 彭文绪,辛仁臣,孙和风，等.渤海海域莱州湾凹陷的形成和演化[J].石油学报,2009,30(5):654-660.

[2] 牛成民.渤海南部海域莱州湾凹陷构造演化与油气成藏[J].石油与天然气地质,2012,33(3):424-431.

[3] 王根照，李建平，向淑敏，等.莱州湾凹陷古近系砂岩储层特征研究[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2009,36(1):51-58.

[4] 范廷恩，李维新，王志红，等．渤海渤中34区河流相储层描述技术研究[J].中国海上油气，2008，18(1)：13-16.

[5] 王亮，陈国童，牛成民，等.菜州湾凹陷构造演化对含油气系统的控制作用[J].大庆石油地质与开发，2011,30(3):8-13.

[6] 孙和风，周心怀，彭文绪.菜州湾凹陷油气成藏动力学特征[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2009,24(4):27-31.

[7] 王亮，牛成民，杨波，等.莱州湾凹陷沙三段含油气系统与有利勘探方向[J].断块油气田，2011,18(5):545-548.

[8] 付茜.深南构造带滚动勘探开发实践与认识[J].石油地质与工程，2014，28(1)：57-60.

编辑：李金华

1673-8217(2015)03-0077-04

2015-01-16

王少鹏，高级工程师，硕士，1982年生，2006年毕业于成都理工大学油气田开发工程专业，现主要从事油田开发地质研究工作。